欧拉函数模版

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求一个数的欧拉函数

ll phi(ll x){		//求1~n与n互质的个数   //   phi(1323)=phi(3^3*7^2)=1323*(1-1/3)*(1-1/7)
	ll i, ans = x;
	for (i = 2; i*i <= x; i++){
		if (x%i == 0)
			ans = ans - ans / i;		
		while(x%i == 0)
			x /= i;
	}
	if (x > 1)
		ans = ans - ans / x;
	return ans;
}

递推求欧拉函数

ll _phi(ll x) {	//递推求欧拉函数   利用了欧拉函数的积性 
//如果b质数  a%b!=0  phi(a*b) = phi(a)*b - phi(a)
//当b是质数,a%b==0,phi(a*b)=phi(a)*b 
	if (x == 0) return 0;
	ll res = 1, t = x;
	for (ll i = 2; i <= (ll)sqrt(1.*x); i++) {
		if (t%i == 0) {
			res *= (i - 1);
			t /= i;
			while (t%i == 0) {
				res *= i;
				t /= i;
			}
		}
		if (t == 1) break;
	}
	if (t > 1) { res *= (t - 1); }
	return res;
}

递推欧拉函数打表

ll phi[maxn]; 
void init()
{
	for(int i=1;i<=maxn;i++)
		phi[i] = i;
	for (int i = 2; i*i < maxn; i++){  //最大素因子表
		if (phi[i] == i){
			for (int j = i * i; j < maxn; j += i){
				phi[j] = i;
			}
		}
	}
	phi[1] = 1;
	for (int i = 2; i < maxn; i++){
		if ((i / phi[i]) % phi[i] == 0){
			phi[i] = phi[i / phi[i]] * phi[i];    //当b是质数,a%b==0,phi(a*b)=phi(a)*b 
		}
		else {
			phi[i] = phi[i / phi[i]] * (phi[i] - 1);  //如果b质数  a%b!=0  phi(a*b) = phi(a)*b - phi(a) 
		}
	}
}

 

<think>好的,用户想查找关于欧拉函数在C++中的实现或用法,特别是询问“Euler function implementation in C++”或者“how to use Euler function in C++”。我需要先明确用户所说的欧拉函数具体指的是哪一个,因为数学中有多个以欧拉命名的函数,比如欧拉φ函数(Euler's totient function)和欧拉数(Euler numbers),但通常提到欧拉函数时,更多是指欧拉φ函数,用于计算小于n且与n互质的正整数的个数。 首先,用户可能需要的是欧拉φ函数的实现方法。在C++中,实现这个函数需要考虑效率和正确性。常见的实现方式包括直接计算、使用质因数分解或者预先计算素数表来优化。需要检查用户提供的引用内容是否有相关内容。但根据提供的引用[1],里面提到了C++11和C++14中constexpr函数的用法,这可能与编译时计算欧拉函数有关,比如使用constexpr在编译时生成结果,提升运行效率。而引用[2]和[3]似乎与数论或机器人相关,可能不直接相关。 接下来,我需要确认用户的应用场景。可能用户是在进行密码学相关的工作,比如RSA算法中需要用到欧拉函数,或者是在解决数论问题。因此,回答中需要涵盖基本的实现方法,可能的优化策略,以及应用场景。 然后,考虑用户可能的疑问点:如何高效计算欧拉函数?如何处理大数的情况?有没有现成的库或函数可以使用?或者如何在C++中利用模板或constexpr进行编译时计算? 根据引用[1],constexpr在C++14中可以用于更复杂的函数,包括条件语句和循环,这可能允许在编译时计算欧拉函数的值,这对性能敏感的应用是有帮助的。因此,在回答中可以提供一个使用constexpr实现的示例,同时说明其限制,比如递归深度或编译时间的问题。 此外,用户可能需要了解欧拉函数的基本实现,所以需要提供一个标准的实现方法,例如基于质因数分解的步骤。这里需要确保代码的正确性,比如正确遍历可能的因数,并应用欧拉函数的乘积公式。 还需要注意用户提到的“用法”,即如何在C++程序中使用这个函数,可能需要示例代码,并解释输入输出的情况。 最后,生成相关问题时要围绕欧拉函数的实现细节、优化方法、应用场景以及与其他函数的关系等方面,帮助用户进一步探索。</think>关于欧拉函数(Euler's totient function)在C++中的实现,以下是分步骤说明: ### 1. 欧拉函数定义 欧拉函数$\phi(n)$表示小于$n$且与$n$互质的正整数个数。例如: $$\phi(6) = 2 \quad (\text{因1,5满足条件})$$ ### 2. 基于质因数分解的实现 ```cpp #include <iostream> using namespace std; int euler_phi(int n) { int result = n; for(int p = 2; p * p <= n; ++p) { if(n % p == 0) { while(n % p == 0) n /= p; result -= result / p; } } if(n > 1) result -= result / n; return result; } int main() { cout << euler_phi(12); // 输出4(1,5,7,11) return 0; } ``` 该算法时间复杂度为$O(\sqrt{n})$,基于质因数分解后应用公式: $$\phi(n) = n \prod_{p|n}\left(1 - \frac{1}{p}\right)$$ ### 3. 使用C++14 constexpr优化 引用[1]提到的C++14特性可实现编译时计算: ```cpp constexpr int euler_phi_constexpr(int n) { int result = n; for(int p = 2; p * p <= n; ++p) { if(n % p == 0) { while(n % p == 0) n /= p; result -= result / p; } } if(n > 1) result -= result / n; return result; } static_assert(euler_phi_constexpr(12) == 4, ""); ``` ### 4. 预计算筛法优化 对于需要多次查询的情况,可用埃拉托斯特尼筛法预处理: ```cpp vector<int> phi_sieve(int max_n) { vector<int> phi(max_n + 1); for(int i = 0; i <= max_n; ++i) phi[i] = i; for(int p = 2; p <= max_n; ++p) if(phi[p] == p) // p是质数 for(int k = p; k <= max_n; k += p) phi[k] -= phi[k] / p; return phi; } ```
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